Jak měřit index lomu
Když světlo vstupuje do média B z média A, pokud je médium A hydrofobní látka do média B, to znamená nA< nP=1/sin is also a constant, and its relationship with the refractive index is: Indicates. Obviously, under a certain wavelength and certain conditions, it can be seen that the refractive index can be obtained by measuring the critical angle, which is the basic optical principle of the commonly used Abbe refractometer.
Aby bylo možné změřit hodnotu, Abbeův refraktometr používá metodu „polosvětla a polotmy“, což znamená, že nechá monochromatické světlo vstupovat do média B z média A ze všech úhlů 0-90 stupně při tentokrát celý kritický úhel v médiu B je Světlo prochází všemi oblastmi, takže je jasné; zatímco všechny oblasti mimo kritický úhel neprocházejí světlem, takže je tma a hranice mezi světlými a tmavými oblastmi je velmi jasná. Pokud pozorujete okulárem nad médiem B, můžete vidět polotmavý obraz s velmi jasným okrajem.
Jiné je médium, kritický úhel je také jiný a hraniční poloha světlých a tmavých oblastí v okuláru je také odlišná. Pokud je do okuláru vyryta "křížová" čára, změňte vzájemnou polohu média B a okuláru tak, aby se pokaždé hranice mezi světlými a tmavými oblastmi vždy shodovala s průsečíkem "křížové čáry" měřením jeho relativní polohu ( úhel) a po převodu lze získat index lomu. Odečet vyrytý na stupnici Abbe refraktometru je převedený index lomu, takže jej lze odečíst přímo. Abbe refraktometr má zároveň zařízení eliminující disperzi, takže může přímo využívat sluneční světlo a naměřená čísla jsou stejná jako naměřená sodíkovým světlem. To jsou výhody Abbe refraktometru.
Jak používat Abbe refraktometr: nejprve připojte refraktometr k nádrži s konstantní teplotou, po konstantní teplotě oddělte pravoúhlý hranol a jemně otřete horní a spodní zrcadlový povrch malým množstvím etanolu nebo acetonu na hedvábí nebo čištění čoček papír. Po odpaření etanolu nebo acetonu přidejte do zrcadla níže kapku destilované vody, zavřete hranol a nastavte zrcátko tak, aby bylo zorné pole uvnitř zrcadla jasné.
Otáčejte hranolem, dokud se v zrcadle neobjeví hraniční čára nebo barevný světelný pás; pokud se objeví barevný světlý pás, upravte rozptyl tak, aby byla hranice mezi světlem a tmou jasná, a poté otočte pravoúhlý hranol tak, aby hraniční čára náhodou procházela průsečíkem "kříže". Zaznamenejte odečet a teplotu, opakujte dvakrát pro měření průměrného indexu lomu čisté vody a porovnejte jej se standardní hodnotou čisté vody (=1.33299), lze získat kalibrační zařízení refraktometru a poté Index lomu testovaného vzorku kapaliny lze měřit stejným způsobem. Korekční hodnota je obecně malá, a pokud je hodnota příliš velká, musí být celý přístroj překalibrován. Při používání refraktometru je třeba věnovat pozornost následujícím bodům:
(1) Abbeův rozsah měření je od 1,3000 do 1,7000 a přesnost je ±0,0001; při měření je třeba věnovat pozornost tomu, zda je teplota izolačního pláště správná. Pokud chcete měřit s přesností ±0,0001, teplota by měla být řízena v rozsahu ±0,1 stupně.
(2) Přístroj by neměl být během používání nebo skladování vystaven slunečnímu záření a pokud se nepoužívá, měl by být zakryt černou látkou.
(3) Hranol refraktometru musí být chráněn, aby nedošlo k poškrábání povrchu zrcadla. Při přidávání kapaliny se konec kapátka nesmí dotýkat hranolu.
(4) Zrcadlový povrch by měl být očištěn před každou kapkou vzorku; po použití by měl být povrch zrcadla také očištěn acetonem nebo 95% etanolem a po vysušení by měl být hranol uzavřen.
(5) Je třeba se vyhnout kapalinám, které korodují nebo rozpouštějí hranolové sklo, izolační kov a lepidlo mezi nimi.
Nakonec je třeba zdůraznit, že Abbe refraktometr nelze použít při vyšších teplotách; je obtížné měřit těkavé nebo vodu absorbující vzorky; kromě toho jsou také vysoké požadavky na čistotu vzorků. Obecně řečeno, když se teplota zvýší o jeden stupeň, index lomu kapalné organické sloučeniny se sníží o 3,5×10-4–5,5×10-4. Některé kapaliny, zvláště když je teplota, jejíž index lomu se má získat, blízká jejímu bodu varu, mají teplotní koeficient až 7×10-4. V praktické práci se index lomu měřený při určité teplotě často převádí na index lomu při jiné teplotě. Pro usnadnění výpočtu se jako konstanta změny teploty obecně používá 4,5×10-4. Hodnota získaná tímto hrubým výpočtem může mít mírnou chybu, ale je to referenční hodnota. Jinými slovy, index lomu klesá s rostoucí teplotou a index lomu se mění asi o 0,00045 na každou změnu o 1 stupeň Celsia. Můžeme vypočítat index lomu opravený na 20 stupňů podle následujícího vzorce: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 stupeň)
kde nD(t) je experimentálně naměřený index lomu při teplotě t. To ukazuje, že když je experimentální teplota vyšší než 20 stupňů, nD(20) je větší než nD(t); zatímco když je experimentální teplota nižší než 20 stupňů, nD(20) je menší než nD(t).
Příklad: Je-li dáno nD(t) =1.3667, t=25.2 stupně, vypočítejte nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 stupeň)
nD(20)=1,3667 plus 0,00045(25,2 stupně -20 stupně)
{{0}},3667 plus 0,00045 × 5,2
=1.36904 Vliv vlnové délky světla
Index lomu látky se mění s vlnovou délkou světla, přičemž delší vlnové délky mají menší index lomu a kratší vlnové délky mají větší index lomu. Světelným zdrojem používaným pro měření je obvykle bílé světlo. Když se bílé světlo láme hranolem a kapalinou vzorku, v důsledku různých vlnových délek každého barevného světla je stupeň lomu také odlišný. Po lomu se rozloží na různá barevná světla. Tento jev se nazývá disperze. Rozptyl světla způsobí, že dělicí čára mezi světlem a tmou v zorném poli bude nejasná, což má za následek chyby měření. Pro eliminaci disperze je na spodním konci pozorovacího tubusu Abbeho refraktometru instalován kompenzátor disperze.
Vliv teploty
Index lomu roztoku se mění s teplotou, index lomu klesá s rostoucí teplotou a roste s poklesem teploty. Stupnice na refraktometru je vyryta při standardní teplotě 20 stupňů. Proto je nejlepší měřit index lomu při 20 stupních. V opačném případě by měla být u výsledků měření provedena korekce teploty. Když překročí 20 stupňů, přidejte číslo opravy; když je menší než 20 stupňů, odečtěte číslo opravy
